深厚软土场地偏斜管桩承载力的试验研究

作     者：徐杰 

作者单位：广州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：林本海

授予年度：2019年

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：偏斜 预应力管桩 承载力 荷载-沉降 现场试验 数值分析 措施 

摘      要：高强度预应力混凝土管桩(PHC)广泛应用于建筑桩基工程中。在深厚软土场地管桩施工完成后受到地质条件、基坑土方开挖、地下水等其它外部因素的影响,常常导致原已施工的垂直管桩发生了不同程度的偏斜,这种现象在珠三角地区屡见不鲜;而目前对于深厚软土地区偏斜管桩的单桩和群桩承载力的性能研究却很少,如何准确的判定不同程度偏斜管桩的承载力大小并加以合理利用以确保上部建筑结构的安全是目前基础工程中一个需要解决并存在困难的热门问题。本文首先在广泛阅读国内外对偏斜管桩工作性状研究资料的基础上,深入研究偏斜管桩的竖向荷载传递形式和破坏形式,建立了不同偏斜程度管桩有效承载力的计算方法。其次,通过选择土体和管桩相互作用和影响的本构模型、单元类型、接触单元、边界条件、单元网格属性、定义施工阶段和施工工况,利用有限元分析软件Midas GTS NX建立不同程度偏斜管桩承载性状的力学模型,展开对偏斜管桩有效承载力的计算模拟,以佛山智城项目管桩现场静载试验结果为验证基础,将有限元分析结果与试验的荷载-沉降曲线进行细化对比,两者结果吻合度较好,说明用Madis GTS NX软件建立的偏斜管桩有效承载力的计算模型和所选计算参数等是合理的。在此基础上进一步分析深厚软土场地影响偏斜管桩承载力的不同因素,结果表明偏斜管桩的实际有效承载力不仅与偏斜角度有关,还与淤泥软土的深度、管桩直径相关,从而进一步确认了不同偏斜角度下管桩的承载力与垂直管桩的承载力实用性等效换算关系,为后期事故工程的处理补桩提供了有力支撑。最后,本文通过佛山某实际已发生大量不同偏斜程度管桩的事故工程为案例,不仅详细分析了造成在深厚软土场地管桩偏斜的原因,而且对管桩基础事故工程的补桩加固处理给出具有指导和措施。所处理的工程项目目前已经全部装修完成并使用,其监测和监测资料表明按照本文的研究成果确定的处理方案是可行的。本文的研究成果对偏斜预应力管桩基础的事故处理具有工程应用的指导意义。